Abstrak — Penyeimbangan beban merupakan suatu rutinitas yang dilakukan oleh PLN dalam rangka manajemen sebuah trafo distribusi. Selama ini, penyeimbangan beban dilakukan pada Waktu Beban Puncak (WBP) saja. Sehingga kegiatan penyeimbangan beban pada suatu trafo belum menjamin tercapainya keseimbangan beban di titik Luar Waktu Beban Puncak (LWBP). Penyeimbangan juga dilakukan dengan trial and error. Tentunya hal ini tidak efektif dan efisien baik dari segi hasil yang diinginkan dan waktu yang digunakan. Berkaca dari hal tersebut, perlu dilakukan penyeimbangan beban WBP dan LWBP disertai besaran beban terukur sebagai dasar penyeimbangan. Penyeimbangan dilakukan dengan metode SBS (seimbang beban seharian) melalui proses simulasi. Dengan menggunakan simulasi terlebih dahulu, dapat meningkatkan efektifitas dan efisiensi dari kegiatan penyeimbangan beban ini. Untuk itu perlu dilakukan pengukuran awal beban dan data beban pada sebuah trafo distribusi yang akan diseimbangkan sebagai input software simulasi. Penyeimbangan dilakukan merujuk pada hasil simulasi. Sehingga keseimbangan antar fasanya tercapai disemua titik waktu kurva beban. Secara keseluruhan setelah dilakukan penyeimbangan beban didapatkan hasil dengan menurunnya nilai arus maksimum dari 101 ampere menjadi 95 ampere. Kemudian nilai arus netral rata – rata juga berhasil berkurang dari 51 ampere menjadi 30 ampere. Bukan hanya 2 parameter tersebut, untuk rata – rata ketidakseimbangan dalam sehari juga menurut dari 14% persen menjadi 6%.
Kata Kunci — Luar Beban Puncak, Penyeimbangan, Seimbang Beban Seharian, Software simulasi, Waktu Beban Puncak.
I. PENDAHULUAN
egiatan penyeimbangan beban trafo distribusi merupakan kegiatan rutin yang dilakukan PLN. Hal ini dikarenakan selalu terjadi ketidakseimbangan beban antar fasa seiring dengan terus meningkatnya jumlah pelanggan. Jumlah pertumbuhan pelanggan PLN tidak sama disetiap fasanya. Begitu juga jika terjadi putus langganan pengguna energi listrik PLN, maka akan berbeda setiap fasa. Karena keadaan beban yang terus berubah, maka perlu dilakukan penyeimbangan beban secara berkala. Jumlah gardu distribusi dalam wilayah kerja PLN Ranting/Rayon/Cabang lebih banyak dibanding dengan jumlah petugas pemeliharaan. Sehingga jika penyeimbangan tetap dilakukan dengan cara konvensional maka akan memakan waktu lama untuk proses penyeimbangan beban. Karena cara konvensional memungkinkan untuk dilakukan penyeimbangan lebih dari
sekali sehingga tidak efektif dan efisien dalam biaya, tenaga, dan waktu [1].
Penyeimbangan beban dengan cara konvensional hanya berdasarkan WBP. Sedangkan saat LWBP yang waktunya lebih panjang tidak diseimbangkan. Maka perlu dilakukan penyeimbangan beban dengan metode Seimbang Beban Seharian. Melalui penggunaan software, dapat dilakukan simulasi terlebih dahulu. Data untuk simulasi merupakan data primer beban trafo selama 24 jam dengan pengukuran setiap 1 jam. Datanya berupa nilai arus beban tanpa sudut fasa (dianggap ideal). Trafo yang akan diseimbangkan dipilih berdasarkan data pengukuran trafo tidak seimbang semester II tahun 2012. Trafo dikatakan tidak seimbang jika tingkat ketidakseimbangan lebih dari 20%. Setelah dilakukan simulasi penyeimbangan kemudian dilakukan proses penyeimbangan beban pada trafo. Dengan dilakukannya penyeimbangan berdasarkan data selama sehari, maka dapat menurunkan besarnya arus netral yang ada serta meningkatkan efektifitas dan efisiensi kegiatan penyeimbangan beban.
II. JARINGANDISTRIBUSIDANKESEIMBANGAN BEBAN
A. Transformator dan Pembebanannya
Transformator merupakan peralatan kelistrikan yang dapat memindahkan energi listrik dari suatu rangkaian listrik kerangkaian listrik lainnya melalui belitan dan inti besi dengan memanfaatkan induksi elektromagnetik. Prinsip kerjanya berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday, dimana arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan kemudian medan magnet menimbulkan arus listrik. Jika salah satu kumparan diberi arus AC maka jumlah garis gaya magnet berubah – ubah. Sehingga pada sisi primer akan terjadi induksi. Disisi sekunder menerima garis gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya berubah-ubah pula. Maka disisi sekunder juga timbul induksi yang akibatnya antara dua ujung sekunder terdapat beda tegangan.
Pada umumnya trafo di indonesia memiliki sistem pendinginan ONAN yang dibebani dengan tipe siklus. Secara umum dengan suhu rata-rata indonesia sekitar 30ºC maka suatu trafo dapat dibebani kontinu sebesar 80% kapasitasnya. Namun trafo juga mampu dibebani hingga 110% kapasitasnya tetapi hanya untuk waktu kurang dari 4 jam.
Penyeimbang Beban Pada Gardu Distribusi Dengan
Metode Seimbang Beban Seharian Di PT. PLN Area
Bukittinggi
Fazari Abdillah, Margo Pujiantara, Soedibjo
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
: fazari.abdillah11@mhs.ee.its.ac.id, margo@ee.its.ac.id, soedieb@ee.its.ac.id
B. Sistem 3 Fasa Seimbang dan Tak Seimbang
Sistem 3 fasa merupakan suatu metoda dalam penyaluran energi listrik yang umum digunakan. Dengan metoda ini ada yang disertai jalur netral dan ada yang tanpa jalur netral. Sistem 3 fasa yang menggunakan jalur netral disebut 3 fasa 4 kawat. Sistem ini yang umum digunakan di indonesia. Persamaannya adalah sebagai berikut:
𝐼
⃗
𝑅= 𝐼𝑅cos 𝜃1+ 𝑗 𝐼𝑅sin 𝜃1( 2.1 ) 𝐼
⃗
𝑆= 𝐼𝑆cos 𝜃2+ 𝑗 𝐼𝑆sin 𝜃2 ( 2.2 ) 𝐼⃗
𝑇 = 𝐼𝑇cos 𝜃3+ 𝑗 𝐼𝑇sin 𝜃3 ( 2.3 ) 𝐼⃗
𝑁= 𝐼⃗
𝑅+ 𝐼⃗
𝑆+ 𝐼⃗
𝑇 ( 2.4 ) Pada sistem 3 fasa diharapkan jumlah beban tiap fasa seimbang. Sistem dikatakan seimbang jika besar arus yang mengalir disetiap fasanya sama dan beda sudut fasa adalah 120º. Sehingga persamaan arus netralnya adalah sebagai berikut :𝐼𝑁
⃗⃗⃗⃗ = (𝐼 cos 0° + 𝐼 cos 120° + 𝐼 cos 240°) + 𝑗(𝐼 sin 0° + 𝐼 sin 120° +𝐼 sin 240°) 𝐼𝑁
⃗⃗⃗⃗
=(
𝐼 − 1 2𝐼 − 1 2𝐼)
+ 𝑗(
− √3 2 𝐼 + √3 2 𝐼)
𝐼𝑁⃗⃗⃗⃗
= 0Dengan diagram fasor sebagai berikut:
Gambar.1. Diagram fasor sistem 3 fasa beban seimbang [1]
Sedangkan pada keadaan tidak seimbang terdapat beberapa kriteria dimana ketiga vektor sama besar dan sudut fasa tidak beda 120º. Kemudian kondisi kedua seperti yang digunakan pada penelitian ini dimana ketiga vektor tidak sama besar tetapi sudut fasa beda 120º. Dan kondisi terakhir adalah ketiga vektor tidak sama besar dan tidak membentuk sudut 120º antar fasanya. Dengan diagram fasor seperti berikut :
Gambar.2. Diagram fasor sistem 3 fasa beban tidak seimbang [1]
C. Arus Netral
Fenomena arus netral terjadi pada semua gardu distribusi. Salah satu penyebab munculnya arus netral adalah ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fasa. Semakin tinggi tingkat ketidakseimbangan maka arus netral yang ada juga semakin tinggi. Arus netral dapat mengakibatkan menurunnya kualitas tegangan dan arus menurun. Efek lainnya yaitu efisiensi trafo berkurang, rugi – rugi energi dan penurunan kualitas peralatan distribusi. Berikut merupakan akibat tingginnya arus netral berupa penurunan kualitas tegangan dan arus :
Gambar.3. Pembebanan seimbang [6]
Pada gambar diatas terdapat bentuk gelombang arus primer trafo IR ,IS, IT serta gelombang arus sekunder trafo IbR , IbS, IbT. Gelombang arus sekunder memiliki tinggi gelombang yang sama setiap fasanya. Keadaan ini terjadi ketika besarnya beban setiap fasa sama. Sedangkan pada gambar dibawah merupakan keadaan dimana besarnya beban tidak seimbang. Tinggi gelombang keluaran setiap fasanya berbeda. Pada gambar.3 arus netral (I0) bernilai nol sedangkan pada gambar.4 arus netral tidak bernilai nol.
Gambar.4. Pembebanan tak seimbang [6]
Besarnya arus netral dapat diatasi dengan melakukan pemerataan beban, memperbaiki sambungan netral, menurunkan kapasitas trafo, dan minimisator arus netral.
Untuk akibat dari arus netral terjadi penurunan efisiensi trafo berupa rugi – rugi tambahan arus eddy yang mengalir di lapisan inti besi, kemudian tambahan arus bocor pada isolasi dan akan menghasilkan skin effect pada penghantar di trafo. D. Karakteristik Beban Tenaga Listrik
Pada sistem distribusi terdapat berbagai macam kelompok beban. Secara umum diantaranya adalah sektor perumahan, sektor industri, sektor komersial dan sektor usaha. Masing – masing sektor memiliki peralatan dan waktu penggunaan energi yang berbeda – beda. Beban rumah tangga dengan beban lampu penerangan, kipas angin, lemari es, penyejuk udara, peralatan dapur, motor pompa air dan sebagainya. waktu puncak penggunaan energinya menjelang malam hingga pagi hari. Untuk beban komersial biasanya terdiri dari penerangan reklame, kipas angin, penyejuk udara, BTS dan lainnya. Hotel dan perkantoran juga merupakan kelompok konsumen komersial. Penggunaan daya listrik akan meningkat mulai pagi hingga puncak di siang hari dan menurun di sore hari. Berikutnya adalah beban industri, industri skala besar pada umumnya beroperasi selama 24 jam. Sedangkan skala kecil hanya beroperasi di siang hari. Dan terakhir beban fasilitas umum seperti lampu jalan. Pengklasifikasian penting dilakukan untuk melakukan analisa karakteristik beban pada suatu sistem yang besar dan beragam. Empat jenis beban diatas sangat berpengaruh karena memiliki jenis dan waktu beban puncak yang berbeda – beda.
Gambar.5. Kurva / profil beban [1]
E. Kabel Jaringan Tegangan Rendah
Kabel merupakan penghantar listrik yang terbungkus bahan isolasi terpisah satu dengan yang lainnya, kemudian bersama – sama terbungkus isolasi utama. Jaringan tegangan rendah ( JTR ) adalah jaringan tenaga listrik dengan tegangan rendah yang mencakup seluruh bagian jaringan tersebut beserta perlengkapannya [8]. JTR berhubungan langsung dengan konsumen tenaga listrik. Pada JTR tegangan 20/11kV jaringan tegangan menengah diturunkan menggunakan trafo distribusi menjadi 380/220V. Sistem penyaluran listrik JTM ataupun JTR dibedakan menjadi 2 macam. Pertama saluran udara tegangan rendah ( SUTR ). Pada jenis ini digunakan kabel telanjang tanpa isolasi seperti AAAC, kabel ACSR. Kedua saluran kabel udara tegangan rendah ( SKUTR ).
Penghantarnya berupa kabel jenis LVTC ( Low Voltage Twisted Cable ). Ukuran LVTC adalah 2 x 10mm2, 2 x 16mm2, 4 x 25mm2, 3 x 35mm2, 3 x 50mm2, 3 x 70mm2. Setiap Ukuran berbeda kegunaan, sehingga perlu dilakukan pemilihan sesuai kebutuhan. Dimana akan berpengaruh pada rugi daya yang dirubah menjadi panas. Hal ini karena adanya tahanan pada kawat itu sendiri. Besarnya rugi daya adalah sebesar arus dikuadratkan dikalikan dengan hambatan. Penggunaan ukuran kawat yang lebih besar akan mengakibatkan kecilnya rugi – rugi karena tahanan juga mengecil. Selanjutnya pemilihan ukuran kawat akan berpengaruh pada kerugian tegangan dan batasan kuat arus. Berbeda jenis dan ukuran kawat akan menyebabkan perbedaan besar hambatan sebuah kabel.
III. SIMULASIPENYEIMBANGANBEBANDENGAN METODASBS
A. Persiapan dan Langkah Simulasi
Penelitian penyeimbangan beban ini dilakukan dengan bebarapa langkah kerja seperti pada diagram alur seperti dibawah ini.
START
Penentuan gardu yang akan diseimbangkan
Ukur beban gardu sebelum diseimbangkan Masukkan ke sheet DATA - PLG Pengumpulan Data trafo Masukan ke sheet TRAFO JTR Simulasi Total SimulasiSaluran Sekunder Kotak Kontrol total dan saluran
sekunder Ya Hasi simulasi memuaskan Print Sheet PEMINDAHAN Pemindahan Beban Pengukuran gardu setelah penyeimbangan
Input Data BEBAN - SSDH
Evaluasi pada sheet GRAFIK
END Tidak
Tidak
Ya
Gambar.6. Diagram alur penyeimbangan beban metode SBS
Berdasarkan gambar.6. diatas, tindakan yang paling pertama dilakukan adalah penentuan gardu yang akan diseimbangkan berdasarkan data ketidakseimbangan trafo di PLN. Pada penelitian ini, trafo yang dipilih adalah gardu 009 Yudi Plastik di wilayah kerja PLN rayon bukittinggi area
bukittinggi. Selanjutnya dilakukan pengumpulan data trafo. Trafo 009 ini memiliki kapasitas 100 kVA dengan Imaks adalah
144 ampere. Gardu memiliki 2 saluran sekunder yang menuju ke pelanggan. Masing – masing penghantar saluran sekunder berjenis LVTCAl dengan luas penampang 70mm2 KHA 185 ampere. Untuk saluran sekunder 1 wilayah penyebarannya ke daerah simpang taluak kurang lebih sepanjang 1,2 km dan saluran sekunder 2 ke daerah kapeh panji sejauh 1,5 km terlihat pada gambar.7. Data trafo ini diinput ke program simulasi. Selanjutnya yang dilakukan adalah melakukan pengukuran beban pada gardu. Pengukuran dilakukan secara manual selama 24 jam dengan interval 1 jam. Pengukuran untuk mendapatkan nilai arus fasa dan netral pada pangkal saluran sekunder dan pembagiannya.
Gambar.7. Peta penataan data pelanggan dan jaringan
Pengukuran seharusnya dilakukan dengan menggunakan alat Power Logger. Alat ini dapat mengukur perubahan arus dengan interval setengah jam. Karena pada PLN bukittinggi tidak memiliki alat ini, sehingga pengukuran dilakukan manual. Setelah data arus selama 24 jam didapat, data selanjutnya dimasukkan ke program simulasi pada sheet data pelanggan. Proses selanjutnya adalah melakukan simulasi penyeimbangan beban pada program. Simulasi dilakukan pada masing – masing saluran sekunder dan pada sheet total. Keadaan seimbang bukan hanya dilihat dari grafik yang muncul tetapi juga pada kotak hasil simulasi. Pengenalan profil beban akan membantu dalam melakukan simulasi pemindahan beban. Saat suatu fasa memiliki kelebihan beban pada suatu waktu, dengan mengetahui profil beban dapat ditentukan jenis beban apa yang dikurangi agar kelebihan beban dapat ditekan.
Gambar.8. Sheet penyeimbangan
Setelah proses simulasi pada program dilakukan, hasil simulasi akan di evaluasi. Mulai dari data yang diinput, ketersedian jumlah dan jenis pelanggan yang akan dipindah fasakan, keefektifan pemindahan beban dari suatu fasa ke fasa lain, tingkat keseimbangan maksimal yang dicapai dan terakhir adalah pengecekan silang sheet pemindahan dengan hasil simulasi pada sheet saluran sekunder dan total.
B. Perhitungan Simulasi
Secara garis besar terdapat 2 kelompok nilai pada program simulasi. Pertama merupakan nilai hasil pengukuran sebelum penyeimbangan beban dan yang kedua adalah nilai asumsi setelah dilakukan penyeimbangan beban. Nilai asumsi didapat dengan persamaan berikut:
𝐼∅= 𝐼∅ 𝑎𝑤𝑎𝑙 + ∑(𝑃𝑒𝑟𝑢𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝐼 𝑝𝑒𝑟𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 ×
𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛) ( 3.1 ) Kemudian terdapat jam WBP pada saluran sekunder tersebut beserta besarnya arus yang mengalir pada WBP. Selanjutnya adalah perhintungan nilai arus netral rata – rata yang terjadi selama 1 hari:
𝐼𝑛𝑖= √(𝑅𝑖− 1 2𝑆𝑖− 1 2𝑇𝑖) 2+ (1 2𝑆𝑖√3 − 1 2𝑇𝑖√3) 2 ( 3.2 )
Dengan nilai arus netral perjam seperti ( 3.2 ), maka nilai rata – rata sehari adalah:
𝐼𝑛 𝑎𝑣𝑔 =
𝐼𝑛 00+ 𝐼𝑛 01+ 𝐼𝑛 02+ …+𝐼𝑛 23
𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐷𝑎𝑡𝑎 ( 𝑗𝑎𝑚 ) ( 3.3 ) Berikutnya adalah persamaan perhitungan ketidakseimbangan saat WBP 𝐴𝑣𝑔 = 𝑅𝑊𝐵𝑃+𝑆𝑊𝐵𝑃+𝑇𝑊𝐵𝑃 3 ( 3.4 ) % Ketidakseimbangan WBP= |%𝑎𝑣𝑔−𝑅𝑊𝐵𝑃𝑎𝑣𝑔 |+|%𝑎𝑣𝑔−𝑆𝑊𝐵𝑃𝑎𝑣𝑔 |+|%𝑎𝑣𝑔−𝑇𝑊𝐵𝑃𝑎𝑣𝑔 | 3 ( 3.5 ) Untuk nilai rata – rata ketidakseimbangan dalam sehari dihitung menggunakan persamaan :
𝐴𝑣𝑔𝑖 = 𝑅𝑖+𝑆𝑖+𝑇𝑖
3 ( 3.6 )
% Ketidakseimbangan jam ke-i= |%
𝑎𝑣𝑔𝑖−𝑅𝑖 𝑎𝑣𝑔𝑖 |+|%𝑎𝑣𝑔𝑖−𝑆𝑖𝑎𝑣𝑔𝑖 |+|%𝑎𝑣𝑔𝑖−𝑇𝑖𝑎𝑣𝑔𝑖 | 3 . ( 3.7 ) %𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑘𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘𝑠𝑒𝑖𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑠𝑒ℎ𝑎𝑟𝑖= 𝑘𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘𝑠𝑒𝑖𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 00 + …+𝐾𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘𝑠𝑒𝑖𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 23 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐷𝑎𝑡𝑎 𝐽𝑎𝑚 ( 3.8 ) Dengan program simulasi juga dapat diketahui keadaan cadangan kapasitas arus dan jaringan pada trafo dan saluran sekunder. Beberapa indikatornya adalah keadaan cukup dimana nilai arus WBP lebih kecil dari nilai arus maksimum trafo dikali 0.95. kemudian keadaan kritis dimana arus WBP
lebih kecil dari arus maksimum trafo dan keadaan overload ketika nilai arus WBP melebihi nilai arus maksimum trafo.
Program simulasi juga dapat menghitung losses energi yang terjadi pada trafo dan pada saluran sekunder 1 maupun 2. Dimana untuk losses energi pada trafo didapat dengan persamaan berikut :
𝐿𝑜𝑜𝑠𝑒𝑠 Energi =∑𝑠𝑢𝑠𝑢𝑡 𝑝𝑒𝑟𝑗𝑢𝑟𝑢𝑠𝑎𝑛 +
∑𝑠𝑢𝑠𝑢𝑡 𝑏𝑒𝑙𝑖𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 ( 3.9 ) Sedangkan untuk losses energi pada saluran sekunder didapat dengan persamaan ( 3.9 ) tetapi tanpa parameter susut belitan trafo. Selanjutnya dapat diperkirakan besarnya daya saving dalam kW dan dalam rupiah. Dan terakhir merupakan perkiraan kondisi keseimbangan hingga penyeimbangan periode berikutnya dilakukan. Kondisi diperkirakan menurun 50% dari keadaan setelah diseimbangkan kemudian akan ditampilkan dalam berntuk saving daya dan dalam rupiah. Biaya produksi diasumsikan sebesar Rp. 1200 per kWh.
𝑠𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔 𝐾𝐾𝐴𝑇 = 𝑠𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔 −1−%𝐾𝐾𝐴𝑇
2 × 𝑠𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔 ( 3.10 )
𝑠𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔 𝐾𝐾𝐴𝑇(𝑅𝑝) = 𝑆𝑎𝑣𝑖𝑛𝑔 𝐾𝐾𝐴𝑇(𝐾𝑊𝐻) ×
𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 ( 3.11 )
IV. HASIL SIMULASI,IMPLEMENTASI DAN ANALISA
A. Hasil Simulasi
Setelah dilakukan simulasi penyeimbangan beban, dapat dihitung nilai – nilai yang dijadikan acuan atas kondisi keseimbangan yang akan terjadi setelah penyeimbangan beban. Perhitungan terbagi menjadi bagian total atau pangkal, saluran sekunder 1 dan 2. Nilai – nilai didapat dengan menggunakan persamaan seperti yang telah dipaparkan pada BAB III. Nilai pertama yang didapat adalah nilai arus fasa dan arus netral hasil simulasi. Nilai ini dipergunakan untuk membuat perbandingan beberapa parameter keseimbangan beban antara sebelum dan sesudah simulasi. Dimana pada simulasi saluran sekunder 1, arus WBP akan menurun dari 85 ampere menjadi 72 ampere dengan WBP bergeser dari jam 19.00 menjadi 21.00. Arus netral rata – rata akan mengalami penurunn dari sebelumnya 27 ampere menjadi 9 ampere. Kemudian ketidakseimbangan saat WBP membaik dari sebelumnya 20.5% menjadi 14.9%. Untuk rata – rata ketidakseimbangan dalam 1 hari terjadi perbaikan dari 24.83% menjadi 7.52% dan cadangan kapasitas jaringan masih dalam kondisi cukup. Diperkirakan akan dapat menekan rugi – rugi hingga 3420 kWh atau setara dengan 4.1 juta rupiah.
Kemudian untuk simulasi pada saluran sekunder 2, WBP kemungkinan terjadi tetap pada jam 21.00, dengan arus yang meningkat dari 35 ampere menjadi 37 ampere. Sedangkan arus netral rata – rata menurun dari 12 ampere menjadi 5 ampere. Selanjutnya adalah tingkat ketidakseimbangan saat terjadi WBP membaik dari 26.2% menjadi 20.6%. Dan bagian yang paling penting yaitu rata – rata
ketidakseimbangan dalam sehari yang membaik dari 35.63% menjadi 12.68% dengan cadangan kapasitas jaringan yang dalam kondisi cukup. Jika dilakukan penyeimbangan beban berdasarkan hasil simulasi ini, maka diperkirakan akan menghemat daya sebesar 716 kWh atau setara dengan 900 ribu rupiah.
Sehingga jika dilihat hasil secara keseluruhan atau pada pangkal saluran sekunder maka WBP akan tetap pada jam 19.00 dengan besarnya arus yang turun dari 101 ampere menjadi 97 ampere. Disertai dengan turunnya arus netral rata – rata dari 19 ampere menjadi 9 ampere. Berikutnya ketidakseimbangan saat WBP menbaik dari 6.3% menjadi 3.5%. kondisi rata – rata ketidakseimbangan dalam seharipun membaik dari 13.75% menjadi 6.4% dengan cadangan kapasitas arus belitan masih mencukupi. Kondisi keseimbangan hasil simulasi ini dapat menghemat energi sebesar 4217 kWh dimana setara dengan 5.1 juta rupiah. Dan kondisi keseimbangan hingga kegiatan penyeimbangan berikutnya dilakukan jika diperkirakan kondisi menurun 50% maka daya yang dihemat sekitar 3162 kWh atau setara dengan 3.8 juta rupiah.
B. Implementasi Penyeimbangan
Dari hasil simulasi yang telah ada, maka dilakukan implementasi terhadap trafo yang diteliti. Idealnya penyeimbangan hanya sekali dilakukan. Sebelum dilakukan penyeimbangan beban harus disiapkan terlebih dahulu lembar penyeimbangan beban mulai dari saluran sekunder 1, 2 dan total. Selanjutnya ditentukan pelanggan mana yang akan dipindah dengan posisi pelanggan pada peta penataan data pelanggan dan jaringan ( PDPJ ). Untuk kategori beban kantor, bisnis, terpusat disekitar simpang jambu air. Sedangkan untuk kategori rumah tangga tersebar disemua wilayah beban gardu 009. Selanjutnya adalah validasi pelanggan yang akan dipindah fasakan dengan melihat nomor pengenal pelanggan pada meteran pelanggan. Kemudian dilakukan proses penyeimbangan beban oleh operator sesuai lembar pemindahan beban. Dan proses selanjutnya adalah melakukan pengukuran beban hasil penyeimbangan selama 24 jam dengan interval waktu pengukuran 1 jam.
C. Analisa Hasil Penyeimbangan
Setelah dilakukan pengukuran beban sesudah proses penyeimbangan, nilai hasil pengukuran dimasukkan kedalam program simulasi untuk analisa hasil penyeimbangan beban. Akan diketahui apakah keadaan setelah penyeimbangan semakin baik atau malah sebaliknya. Data pengukuran dimasukkan kedalam sheet beban sesudah. Maka akan muncul grafik dan tabel perbandingan sebelum dan sesudah penyeimbangan dilakukan.
Gambar.9. Grafik total sebelum diseimbangkan
Gambar.10. Grafik total setelah diseimbangkan Tabel 1.
Perbandingan hasil penyeimbangan total
Dari grafik perbandingan sebelum dan sesudah penyeimbangan terlihat bahwasanya sebelum penyeimbangan pada siang hari beban di fasa R cukup tinggi lebih dari 80 ampere. Sedangkan fasa S disekitaran 40 ampere. Setelah diseimbangkan, beban fasa R, S, dan T disiang hari berada dikisaran 60 ampere. Kemudian secara lebih rinci dapat dilihat pada tabel hasil penyeimbangan. Terlihat bahwa nilai arus maksimum mengalami penurunan dari 101 ampere menjadi 95 ampere. Kemudian arus netral rata – rata menurun dari 51 ampere menjadi 30 ampere. Selanjutnya rata – rata ketidakseimbangan dalam sehari membaik dari 14% menjadi 6% serta cadangan kapasitas arus belitan dalam kondisi cukup.
V. KESIMPULAN
Setelah dilakukan penyeimbangan beban berdasarkan hasil simulasi maka dapat disimpukan bahwasanya :
1. Sebuah konfigurasi 3 fase 4 kawat dapat dikatakan tidak seimbang jika arus netral tidak bernilai nol.
2. Ketidakseimbangan beban dapat mengakibatkan penurunan kualitas arus fasa dengan munculnya arus netral, kemudian efisiensi trafo yang rendah, dan rugi - rugi kabel netral.
3. Pembaharuan parameter – parameter simulasi membuat hasil penyeimbangan akan semakin akurat.
4. Dengan menggunakan program simulasi serta metoda SBS, hasil penyeimbangan akan lebih akurat serta efektif dan efisien dalam tenaga dan waktu penyeimbangan.
5. Penyeimbangan beban berdasarkan data selama sehari dapat menurunkan tingkat ketidakseimbangan beban seharian.
6. Penyeimbangan yang dilakukan juga dapat menekan besarnya arus netral yang terlihat dari nilai arus rata – rata menurun dari 51 ampere menjadi 30 ampere. 7. Perbedaan besarnya arus tiap fasa bukan satu – satunya
penyebab munculnya arus netral.
DAFTARPUSTAKA
[1]. Santoso, Sri Budi, “Penyeimbang Beban Gardu Distribusi Metode SBS ( Seimbang Beban Seharian )”, Sulawesi.
[2]. PT PLN ( Persero ), “Penyeimbang Beban Gardu Distribusi Metode SBS ( Seimbang Beban Seharian )”,Padang, Maret, 2013.
[3]. Suswanto, Daman, “Sistem Distribusi Tenaga Listrik”, Univesitas Negeri Padang, Padang, Bab. 11, 2009.
[4]. Wibowo, Ratno.dkk, “Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik”, PT PLN (Persero), Jakarta, 2010. [5]. Sukmadi, Tejo, “Perhitungan Dan Analisis Keseimbangan Beban
Pada Sistem Distribusi 20 Kv Terhadap Rugi-Rugi Daya”,Jurusan Teknik Elektro UNDIP, Semarang, 2009.
[6]. Micronet It Solutions, ”Upaya Mengurangi Arus Netral Sekunder
Trafo Distribusi“, Micronet It Solutions.
[7]. Dahlan, Moh, “Akibat Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus Netral Dan Losses Pada Transformator Distribusi”.
[8]. Suartika, Made.I Wayan AW, “Rekonfigurasi Jaringan Tegangan Rendah (JTR) Untuk Memperbaiki Drop Tegangan Di Daerah Banjar Tulangnyuh Klungkung”, Univ.Udayana, Bali.
[9]. Trisno, Bambang, “Kabel dan Teknik Penyambungan”.
[10]. Panitia Revisi PUIL, “Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000”,
